CN109944609A - 一种不规则加宽拱形断面隧道施工装置及施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种不规则加宽拱形断面隧道施工装置及施工方法，施工装置包括支撑体系和设置在支撑体系竖直侧面呈平滑弧形的面板体系，支撑体系的纵向平面设置有竖直的工字木梁支撑座，下端设置有万向轮；施工方法中采用小单元组合的方法，左右侧墙各成体系；根据加宽段，平面曲线情况和通道长度，将隧道划分为若干侧墙施工区间；对不同的施工区间进行不规则段的侧墙钢筋绑扎；组装独立的支撑架；组装横向和纵向的面板体系；根据各施工区间不规则加宽段长度，进行支护形成支撑体系；对施工区间侧墙进行混凝土浇筑并进行养护；将支撑体系和面板体系通过万向轮移至下一施工区间。本发明移动方便，适合在不规则加宽拱形断面隧道进行侧墙施工。
Description
技术领域
本发明涉及隧道洞门衬砌模板施工领域，具体涉及一种侧墙模板的施工装置及施工方法。
背景技术
在隧道施工中，不规则加宽拱形断面隧道，因施工隧道两侧呈不对称，不均匀，无规则加宽，导致施工难度较大，普通的侧墙施工装置与施工现场适用性较差。
目前隧道施工中常用的侧墙台车只适用于标准断面结构形式，无法适应结构加宽断面；隧道结构断面加宽段长度、位置、尺寸均不相等，模板台车尺寸为固定模数，不适应自由变换。加宽段使用悬挑模板台车，台车悬臂段易出现变形，刚度要求高。同时使用台车成本高，占地多且工期较长。另一种用于侧墙施工的模板支架，模板支架需在轨道上行走，无法进行加宽段施工；面板使用钢模板外侧重量过大，存在倾覆隐患，增加配重量大。
现需要一种针对不规则加宽拱形断面隧道的施工方法来解决上述存在的问题。
发明内容
本发明是为了解决现有技术中不规则加宽隧道侧墙加宽端长度，位置，尺寸不等，导致的施工难度大，一般设备适用性不强的问题，提供了一种不规则加宽拱形断面隧道施工装置及施工方法，其设置了针对于拱形断面不规则加宽状况所专用的模板体系，解决了上述问题。
本发明提供了一种不规则加宽拱形断面隧道施工装置，包括面板体系和支撑体系；面板体系设置在支撑体系一侧面，面板体系一侧呈平滑弧形，支撑体系下端设置有万向轮。
本发明所述的一种不规则加宽拱形断面隧道施工装置，作为一种优选方式，面板体系包括面板，桁架和工字木梁；工字木梁成排并列水平设置在面板内侧并连接桁架，面板包括设置在纵向侧墙上的第一弧面板，设置在相邻一段纵向侧墙上的第二弧面板，横向面板，第一弧面板与第二弧面板通过横向面板呈“Z”字形连接且连接位置垂直，第一弧面板和第二弧面板弧度相同，横向面板为平面板，横向面板设置在两不同加宽段曲面的纵向侧墙的连接位置，横向面板内侧的水平设置的工字木梁和桁架之间还设置有用于填补空隙的竖直工字木梁，竖直工字木梁设置于工字木梁支撑座内。
对不规则加宽位置采用特制的面板，实现对横向墙面支护，特制模板对不规则位置整体化施工，能有效保证角部不开模、不漏浆，保证其严密性，因不规则加宽造成的角部与一般的阴角，阳角形状不同，有效减少组装步骤以及特殊形状带来的施工复杂性。
本发明所述的一种不规则加宽拱形断面隧道施工装置，作为一种优选方式，面板体系包括异性面板，桁架，工字木梁，工字木梁成排并列水平设置在异性面板和桁架之间，异性面板呈平滑弧形曲面，桁架为弧形桁架，弧形桁架设置有工字木梁一侧呈与异性面板准线相同的曲面，桁架另一侧与支撑体系固定连接。
采用弧形桁架进行模板支撑，弧形模板重心偏移，需设置配重，采用木龙骨及异性面板，减轻配重，从而减轻整体重量，便于移动。
本发明所述的一种不规则加宽拱形断面隧道施工装置，作为一种优选方式，支撑体系包括至少两个成排并列设置的支架，支架包括三角形支架，梯形支架，调节支座，三角形支架和梯形支架架体形状分别呈直角三角形和直角梯形，三角形支架设置在梯形支架上端，三角形支架和梯形支架直角边呈直线设置且与桁架固定连接，三角形支架和梯形支架斜边处于同一直线上，调节支座设置在梯形支架斜边锐角位置。
支撑结构由三角形支架和梯形支架组成便于运输和使用，减少存储空间，调节支座用于机械式调高，调整支架的位置以及控制万向轮是否处于使用状态。
本发明所述的一种不规则加宽拱形断面隧道施工装置，作为一种优选方式，梯形支架的底边直角位置设置有以底边直角为直角的直角三角形的压梁，三角形支架和梯形支架架体内设置有将架体分割为至少两个三角形结构的支撑杆。
支撑杆支撑支架主体，将支架分割为多个三角形结构，使支撑架更加稳固，增强其力学特性。
本发明所述的一种不规则加宽拱形断面隧道施工装置，作为一种优选方式，三角形支架上端设置有工作平台，设置工作平台，为施工人员提供操作面。
本发明所述的一种不规则加宽拱形断面隧道施工装置，作为一种优选方式，梯形支架底边直角位置设置有预埋在混凝土底板的地脚螺栓，地脚螺栓用于拉结支架架体的直角边。
本发明所述的一种不规则加宽拱形断面隧道施工装置，作为一种优选方式，工作平台上设置有脚手板。
本发明所述的一种不规则加宽拱形断面隧道施工装置，作为一种优选方式，梯形支架底边位置设置有配重沙箱。
本发明所述的一种不规则加宽拱形断面隧道施工装置，作为一种优选方式，支架间设置有连接稳固用的连接杆，用于稳固各支架间的相对位置。
本发明所述的一种不规则加宽拱形断面隧道施工装置及施工方法，包括如下步骤：
S1、根据加宽段，平面曲线情况和通道长度，将隧道划分为若干侧墙施工区间；
S2、对所有施工区间进行不规则段的侧墙钢筋绑扎及隐蔽验收；
S3、组装独立的支撑架；
S4、组装面板体系，施工区间的侧墙钢筋位置适配设置，不规则段纵向侧墙按照不规则段侧墙长度设置弧形面板，隧道不规则段横向突出位置设置横向面板；
S5、根据各施工区间不规则加宽段长度，均匀的使用支撑体系对隧道单侧的面板体系进行支护，纵向墙面位置用支撑架对弧形进行垂直支护，支撑体系对横向面板进行平行支护，形成支撑体系；
S6、支撑体系与地面相对固定；
S7、对施工区间侧墙进行混凝土浇筑并进行养护；
S8、将支撑体系和面板体系通过万向轮移至下一施工区间，重复步骤S4至S7至完成整个隧道的侧墙施工；
S9、拆除支撑体系和面板体系。
通过对不规则加宽隧道侧墙施工的现场情况划分施工区间，采用单侧墙面支护的方法解决不规则加宽隧道侧墙加宽段长度尺寸，位置不等的问题，同时通过施工区间的划分在支撑体系之间形成加宽断面，通过在面板桁架上设置横向的模板实现对不规则加宽造成的横向面进行支护，以达成对整体隧道的支护工作；移动体系，使用万向轮，便于模板横向、纵向移动，有利于在不规则加宽拱形断面隧道的特定环境下进行施工。
本发明有益效果如下：
(1)施工方法中采用小单元组合的方法，左右侧墙各成体系，避免了加宽段长度带来的影响；
(2)针对不规则加宽产生的角部划分施工区间，根据需求组合模板，灵活性强，适用性高；
(3)采用针对不规则加宽角部专业模板，减少角部开模、漏浆，保证其严密性；
(4)万向轮与调节支座配合使用，可以快速纵向、横向移动，不需要依附于轨道，便于加宽段施工；
(5)采用木龙骨及异性面板，减轻配重，从而减轻整体重量，便于移动，消除倾覆隐患；
(6)施工装置单元化满足异形结构要求；
(7)可在基坑顶部进行小单元拼装，吊装不受钢支撑影响，有助于缩短工期；
(8)次龙骨采用工字木梁，刚度大，使用成本低廉，纵向能使立杆间距增加节约架体；
(9)工字木梁与弧形龙骨连接有专用的龙骨连接专用卡件连接，不易滑移。
附图说明
图1为不规则加宽段移动式侧墙模板施工装置示意图；
图2为不规则加宽段移动式侧墙模板施工方法流程示意图；
图3为不规则加宽段移动式侧墙模板施工装置面板体系示意图；
图4为不规则加宽段移动式侧墙模板施工装置俯视示意图；
图5为不规则加宽段移动式侧墙模板施工装置支撑体系示意图；
图6为不规则加宽段移动式侧墙模板施工装置特制模板俯视图；
图7为不规则加宽段移动式侧墙模板施工装置异形面板示意图。
附图标记：
1、面板体系；11、面板；12、桁架；13、工字木梁；14、异形面板；141、第一弧面板；142、横向面板；143、第二弧面板； 2、支撑体系；21、支架；211、三角形支架；212、梯形支架；213、调节支座；214、压梁；215、支撑杆；216、配重沙箱；3、万向轮；4、工作平台；5、地脚螺栓。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例1
如图1所示，不规则加宽段移动式侧墙模板施工装置及施工方法，包括面板体系1，支撑体系2，面板体系1设置在支撑体系2一侧面，支撑体系2下端设置有万向轮3。三角形支架211上端设置有工作平台4。工作平台4上设置有脚手板。梯形支架212底边直角位置设置有预埋在混凝土底板的地脚螺栓5。
如图4～5所示，支撑体系2包括三个支架21，支架21成排并列，支架21包括三角形支架211，梯形支架212，调节支座213，三角形支架211为3600mm标准节，梯形支架212为3200mm加高节，三角形支架211和梯形支架212架体形状分别呈直角三角形和直角梯形，三角形支架211设置在梯形支架212上端，通过M20×50螺栓固定，三角形支架211和梯形支架212直角边呈直线设置且与桁架12固定连接，三角形支架211和梯形支架212斜边处于同一直线上，调节支座213设置在梯形支架212斜边锐角位置。调节支座采用1430× 1430H型钢。三角形支架211的底边直角位置和梯形支架212的底边直角位置设置有以底边直角为直角的直角三角形的压梁214，压梁214使用双12#槽钢制成，三角形支架211和梯形支架212架体内设置有将架体分割为3个和6个三角形结构的支撑杆215。梯形支架212 底边位置设置有配重沙箱216。
如图2所示，用不规则加宽段移动式侧墙模板施工装置及施工方法进行施工步骤如下：
S1、根据加宽段，平面曲线情况和通道长度，将隧道划分为若干侧墙施工区间；
S2、对不同的施工区间进行不规则段的侧墙钢筋绑扎；
S3、组装独立的支撑架；
S4、组装面板体系1，施工区间的侧墙钢筋位置适配设置，不规则段纵向侧墙按照不规则段侧墙长度设置弧形面板，隧道不规则段横向突出位置设置横向面板；
S5、根据各施工区间不规则加宽段长度，均匀的使用支撑架对隧道单侧的面板体系1进行支护，纵向墙面位置用支撑架对弧形进行垂直支护，支撑架对横向面板进行平行支护，形成支撑体系2；
S6、支撑体系2与地面相对固定；
S7、对施工区间侧墙进行混凝土浇筑并进行养护；
S8、将支撑体系2和面板体系1通过万向轮3移至下一施工区间，重复步骤S4至S7；
S9、完成整个隧道的侧墙施工，拆除支撑体系2和面板体系1。
如图3所示，面板体系1包括面板11，桁架12，工字木梁13，工字木梁13成排并列水平设置在面板11和桁架12之间，面板11呈平滑柱曲面，桁架12为弧形桁架12，弧形桁架12设置有工字木梁 13一侧呈与面板11准线相同的曲面，桁架12另一侧与支撑体系2 固定连接。
在不规则加宽拱形断面隧道施工过程中，由于加宽段加宽长度不同导致的部分会产生横向面，使用本方法施工时在对隧道纵向曲面支护的同时在横向断面位置设置横向的平面板，平面板设置在桁架侧面与纵向侧墙垂直，达到对不规则段的支护。
实施例2
如图1所示，不规则加宽段移动式侧墙模板施工装置及施工方法，包括面板体系1，支撑体系2，面板体系1设置在支撑体系2一侧面，支撑体系2下端设置有万向轮3。三角形支架211上端设置有工作平台4。工作平台4上设置有脚手板。梯形支架212底边直角位置设置有预埋在混凝土底板的地脚螺栓5。
如图4～5所示，支撑体系2包括三个支架21，支架21成排并列，支架21包括三角形支架211，梯形支架212，调节支座213，三角形支架211为3600mm标准节，梯形支架212为3200mm加高节，三角形支架211和梯形支架212架体形状分别呈直角三角形和直角梯形，三角形支架211设置在梯形支架212上端，通过M20×50螺栓固定，三角形支架211和梯形支架212直角边呈直线设置且与桁架12固定连接，三角形支架211和梯形支架212斜边处于同一直线上，调节支座213设置在梯形支架212斜边锐角位置。调节支座采用1430×1430H型钢。三角形支架211的底边直角位置和梯形支架212的底边直角位置设置有以底边直角为直角的直角三角形的压梁214，压梁 214使用双12#槽钢制成，三角形支架211和梯形支架212架体内设置有将架体分割为3个和6个三角形结构的支撑杆215。梯形支架212 底边位置设置有配重沙箱216。
如图6所示，面板体系1包括面板14，桁架12，工字木梁13，面板14包括设置在纵向侧墙上的第一弧面板141，设置在另一段纵向侧墙上的第二弧面板143，横向面板142，第一弧面板141与第二弧面板143通过横向面板142呈“Z”字形连接且连接位置垂直，第一弧面板141和第二弧面板143弧度相同，横向面板142为平面板，横向面板142设置在两不同加宽段曲面的纵向侧墙的连接位置，工字木梁13成排并列水平设置在面板14内侧，设置在横向面板142内侧的工字木梁13内侧设置有成排并列竖直设置的工字木梁13连接桁架 12和横向面板142，桁架12设置于与第一弧面板141和第二弧面板 143内侧的工字木梁13内侧，桁架12侧面与竖直设置的工字木梁13 连接。
如图2所示，用不规则加宽段移动式侧墙模板施工装置及施工方法进行施工步骤如下：
S1、根据加宽段，平面曲线情况和通道长度，将隧道划分为若干侧墙施工区间；
S2、对不同的施工区间进行不规则段的侧墙钢筋绑扎；
S3、组装独立的支撑架；
S4、组装面板体系1，施工区间的侧墙钢筋位置适配设置，不规则段纵向侧墙按照不规则段侧墙长度设置弧形面板，隧道不规则段横向突出位置设置横向面板；
S5、根据各施工区间不规则加宽段长度，均匀的使用支撑架对隧道单侧的面板体系1进行支护，纵向墙面位置用支撑架对弧形进行垂直支护，支撑架对横向面板进行平行支护，形成支撑体系2；
S6、支撑体系2与地面相对固定；
S7、对施工区间侧墙进行混凝土浇筑并进行养护；
S8、将支撑体系2和面板体系1通过万向轮3移至下一施工区间，重复步骤S4至S7；
S9、完成整个隧道的侧墙施工，拆除支撑体系2和面板体系1。
在不规则加宽拱形断面隧道施工过程中，由于加宽段加宽长度不同导致的部分会产生横向面，使用本方法施工时在对隧道各施工区间的不规则加宽产生横向面位置采用特制的“Z”字形模板来支护，以达到更好的支护效果。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种不规则加宽拱形断面隧道施工装置，其特征在于：包括面板体系(1)和支撑体系(2)；所述面板体系(1)设置在所述支撑体系(2)竖直侧面，所述面板体系(1)外侧面呈平滑弧形，所述支撑体系(2)的纵向平面设置有竖直的工字木梁支撑座，所述支撑体系(2)下端设置有万向轮(3)。
2.根据权利要求1所述的一种不规则加宽拱形断面隧道施工装置，其特征在于：所述面板体系(1)包括面板(14)，桁架(12)和工字木梁(13)；所述工字木梁(13)成排并列水平设置在所述面板(14)内侧并连接所述桁架(12)；所述面板(14)包括设置在纵向侧墙上的第一弧面板(141)，设置在相邻一段纵向侧墙上的第二弧面板(143)和横向面板(142)，所述第一弧面板(141)与所述第二弧面板(143)通过所述横向面板(142)呈“Z”字形连接且连接位置垂直，所述第一弧面板(141)和所述第二弧面板(143)弧度相同，所述横向面板(142)为平面板，所述横向面板(142)设置在两不同加宽段曲面的所述纵向侧墙的连接位置，所述横向面板(142)内侧的水平设置的所述工字木梁(13)和所述桁架(12)之间还设置有用于填补空隙的竖直工字木梁，所述竖直工字木梁设置于所述工字木梁支撑座内。
3.根据权利要求1所述的一种不规则加宽拱形断面隧道施工装置，其特征在于：所述面板体系(1)包括异性面板(11)，桁架(12)和工字木梁(13)；所述工字木梁(13)成排并列水平设置在所述异性面板(11)和所述桁架(12)之间，所述异性面板(11)呈平滑弧形曲面，所述桁架(12)为弧形桁架(12)，所述弧形桁架(12)设置有所述工字木梁(13)一侧呈与所述异性面板(11)准线相同的曲面，所述桁架(12)另一侧与所述支撑体系(2)固定连接。
4.根据权利要求1～3其中任意一项所述的一种不规则加宽拱形断面隧道施工装置，其特征在于：所述支撑体系(2)包括至少两个成排并列设置的支架(21)，所述支架(21)包括三角形支架(211)，梯形支架(212)和调节支座(213)，所述三角形支架(211)和所述梯形支架(212)架体形状分别呈直角三角形和直角梯形，所述三角形支架(211)设置在所述梯形支架(212)上端，所述三角形支架(211)和所述梯形支架(212)直角边呈直线设置且与所述桁架(12)固定连接，所述三角形支架(211)和所述梯形支架(212)斜边处于同一直线上，所述调节支座(213)设置在所述梯形支架(212)斜边锐角位置。
5.根据权利要求4所述的一种不规则加宽拱形断面隧道施工装置，其特征在于：所述梯形支架(212)的底边直角位置设置有以底边直角为直角的直角三角形的压梁(214)，所述三角形支架(211)和所述梯形支架(212)架体内设置有将架体分割为至少两个三角形结构的支撑杆(215)；所述三角形支架(211)上端设置有工作平台(4)；所述工作平台(4)上设置有脚手板。
6.根据权利要求5所述的一种不规则加宽拱形断面隧道施工装置，其特征在于：所述梯形支架(212)底边直角位置设置有预埋在混凝土底板的地脚螺栓(5)。
7.根据权利要求4所述的一种不规则加宽拱形断面隧道施工装置，其特征在于：所述梯形支架(212)底边位置设置有配重沙箱(216)。
8.根据权利要求4所述的一种不规则加宽拱形断面隧道施工装置，其特征在于：所述支架间设置有连接稳固用的连接杆。
9.一种使用不规则加宽拱形断面隧道施工装置的隧道侧墙施工方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1、根据加宽段，平面曲线情况和通道长度，将隧道划分为若干侧墙施工区间；
S2、对所有施工区间进行不规则段的侧墙钢筋绑扎及隐蔽验收；
S3、组装独立的支撑架；
S4、组装面板体系(1)，所述施工区间的所述侧墙钢筋位置适配设置，所述不规则段纵向侧墙按照所述不规则段侧墙长度设置弧形面板，所述隧道不规则段横向突出位置设置横向面板；
S5、根据各施工区间不规则加宽段长度，均匀的使用所述支撑体系(2)对隧道单侧的所述面板体系(1)进行支护，所述纵向墙面位置用所述支撑架对所述弧形进行垂直支护，所述支撑体系(2)对所述横向面板进行平行支护，形成支撑体系(2)；
S6、所述支撑体系(2)与地面相对固定；
S7、对施工区间侧墙进行混凝土浇筑并进行养护；
S8、将所述支撑体系(2)和所述面板体系(1)通过万向轮(3)移至下一施工区间，重复步骤S4至S7至完成整个隧道的侧墙施工；
S9、拆除所述支撑体系(2)和所述面板体系(1)。
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